为什么C ++元组这么奇怪？

Question

structs当将不同类型的值分组在一起时，通常会创建自定义。通常这很好，而且我个人觉得命名成员访问更容易阅读，但是我想创建一个更通用的API。在其他语言中广泛使用元组之后，我想返回type的值，std::tuple但是发现在C ++中使用它们比在其他语言中使用起来更加难看。

在使元素访问使用整数模板参数时，需要进行哪些工程决策get？

#include <iostream>
#include <tuple>

using namespace std;

int main()
{
    auto t = make_tuple(1.0, "Two", 3);
    cout << "(" << get<0>(t) << ", " 
                << get<1>(t) << ", " 
                << get<2>(t) << ")\n";
}

而不是像下面这样简单的东西？

t.get(0)

要么

get(t,0)

有什么好处？我只看到其中的问题：

• 像这样使用template参数看起来很奇怪。我知道模板语言是图灵完整的，但所有这些……
• 如果范围太大，它会使通过运行时生成的索引建立索引变得困难（例如，对于一个小的有限范围索引，我已经看到了使用每种可能性的switch语句编写的代码），或者无法进行索引。

编辑：我已经接受了答案。现在，我已经考虑了语言需要知道的内容以及何时需要知道的内容，我认为这确实有意义。

Answer 1

你说的第二个：

如果范围太大，它会使通过运行时生成的索引建立索引变得困难（例如，对于一个小的有限范围索引，我已经看到了使用每种可能性的switch语句编写的代码），或者无法进行索引。

C ++是一种高度静态的类型化语言，必须确定所涉及的类型编译时

所以一个功能

template <typename ... Ts>
auto foo (std::tuple<Ts...> const & t, std::size_t index)
 { return get(t, index); }

是不可接受的，因为返回的类型取决于运行时值index。

采用的解决方案：将索引值作为编译时间值，作为模板参数。

如您所知，我想，它与a完全不同std::array：您有一个get()（方法at()，也有operator[]）接收运行时索引值：std::array值类型并不取决于索引。

Answer 2

需要模板参数的“工程决策”std::get<N>比您想象的要深得多。您正在研究静态类型系统和动态类型系统之间的区别。我建议阅读https://en.wikipedia.org/wiki/Type_system，但这里有一些要点：

• 在静态类型中，变量/表达式的类型必须在编译时已知。get(int)在这种情况下， 的方法不能std::tuple<int, std::string>存在，因为 的参数get在编译时无法得知。另一方面，由于模板参数必须在编译时已知，因此在这种情况下使用它们是非常有意义的。

• C++ 也具有多态类形式的动态类型。这些利用运行时类型信息（RTTI），这会带来性能开销。的正常用例std::tuple不需要动态类型，因此它不允许这样做，但 C++ 为这种情况提供了其他工具。
  例如，虽然您不能拥有std::vector包含 和 混合的inta std::string，但您完全可以拥有包含 an和包含 a 的std::vector<Widget*>where ，只要两者都派生自。鉴于，说，IntWidgetintStringWidgetstd::stringWidget

  struct Widget {
     virtual ~Widget();
     virtual void print();
  };
  

  您可以调用print向量的每个元素，而无需知道其确切（动态）类型。